(57)【要約】  【課題】ボトムしわ性に優れかつ高い缶胴強度が得られ、高い生産精度及び生産性で生産できる飲料缶胴用アルミニウム合金板及びその製造方法を提供する。  【解決手段】本発明の飲料用アルミニウム合金板はＳｉ：０．１０〜０．２５％（質量％，以下同じ）、Ｍｎ：０．５〜１．５％、Ｍｇ：０．８〜１．５％、Ｆｅ：０．３５〜０．５％、Ｃｕ：０．１〜０．３％と、Ｔｉ、Ｂ、残部がＡｌと不可避的不純物からなり、金属間化合物の粒子径と体積分率を適切に規制して、加工硬化性を一定以上に保持して高精度な生産を可能とし、導電率を３０．０〜３９．０％ＩＡＣＳとして溶質元素のＡｌマトリックスへの固溶程度を調整すると共に素板の引張強度を３２０ＭＰａ以下として成形中に材料の変形抵抗が過大になることを防止した。  【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｓｉ：０．１０〜０．２５％（質量％，以下同じ）、Ｍｎ：０．５〜１．５％、Ｍｇ：０．８〜１．５％、Ｆｅ：０．３５〜０．５％、Ｃｕ：０．１〜０．３％と、Ｔｉ：０．１％以下、Ｂ：０．１％以下を含有し、残部がＡｌと不可避的不純物からなるアルミニウム合金板であり、材料特性として粒子径０．１〜１．０μｍの金属間化合物の体積分率が１〜５％であり、導電率が３０．０〜３９．０％ＩＡＣＳであり、素板の圧延方向における引張強度が３２０ＭＰａ以下とされ、塗装焼付後の強度が圧延方向の耐力で２５０ＭＰａ以上であることを特徴とする飲料缶胴用アルミニウム合金板。
【請求項２】
塗装焼き付けが１８０〜２２０℃で５〜３０分間保持し、または最高到達温度２１０〜２６０℃で２分以内保持して行われる塗装焼付である請求項１記載の飲料缶胴用アルミニウム合金板。
【請求項３】
Ｓｉ：０．１０〜０．２５％、Ｍｎ：０．５〜１．５％、Ｍｇ：０．８〜１．５％、Ｆｅ：０．３５〜０．５％、Ｃｕ：０．１〜０．３％と、Ｔｉ：０．１％以下、Ｂ：０．１％以下を含有し、残部がＡｌと不可避的不純物からなるアルミニウム合金鋳塊を製造し、このアルミニウム合金鋳塊を面削した後、５５０〜６２０℃の温度で均質化処理を施し、炉出し後、熱間圧延開始までの時間を３０分以内とし、次いで熱間圧延を圧延終了温度を２５０〜３５０℃に設定して施し、材料特性として粒子径０．１〜１．０μｍの金属間化合物の体積分率が１〜５％であり、導電率が３０．０〜３９．０％ＩＡＣＳであり、素板の圧延方向における引張強度が３２０ＭＰａ以下とされ、塗装焼付後の強度が圧延方向の耐力で２５０ＭＰａ以上であることを特徴とする飲料缶胴用アルミニウム合金板の製造方法。
【請求項４】
塗装焼き付けは１８０〜２２０℃で５〜３０分間保持し、または最高到達温度２１０〜２６０℃で２分以内保持して行われる塗装焼付である請求項３記載の飲料缶胴用アルミニウム合金板の製造方法。
【請求項５】
冷間圧延を７０％以上の合計圧延率で最終パスの出側温度を１３０℃以上、それ以外の圧延パスの出側温度を１３０℃以下とする温度条件で施すことで材料組織の回復処理を行う請求項３または請求項４に記載の飲料缶胴用アルミニウム合金板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は炭酸飲料用、ビール用および清涼飲料等の各種飲料缶の缶胴材として使用される飲料缶胴用アルミニウム合金板およびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
アルミニウム合金からなる飲料缶の缶胴体としては、アルミニウム合金板に塗油を施し、カッピング、ＤＩ成形（Ｄｒａｗ−Ｉｒｏｎｉｎｇ  ：  絞り−しごき）を施して缶胴とし、トリミング、洗浄、乾燥、外面および内面塗装・焼付け、ネッキングおよびフランジ加工を行い、これに飲料を充填して缶蓋の巻き締めを行った２ピース缶が多く用いられている。
前記アルミニウム合金板は、アルミニウム合金鋳塊に均質化処理を施した後に熱間圧延を行い、その後必要に応じて焼鈍処理を施し、次いで冷間圧延を行うことで製造される。通常はこれに加えて焼鈍、脱脂、洗浄、潤滑油塗布等の仕上処理が施される。
【０００３】
近年、飲料缶のコストダウンの必要性から、缶胴の薄肉化（ゲージダウン）ならびに缶蓋の小径化が進んでいる。缶胴体の薄肉化は絞り加工時に成形力を弱めるため、缶底チャイム部への材料流入量が増加し座屈やくびれを生じ易くさせ、缶底（ボトム）しわと呼ばれる外観の形状不良を発生させる。また、缶蓋の小径化は缶同士を積み重ねた時のスタッキング性を確保するため、これに対応した缶底接地径の小径化が必要になるが、この缶底接地径の小径化は缶底チャイム部に座屈現象を生じ易くさせるため、ボトムしわ発生を促進する。
【０００４】
図１を参照して以上のボトムしわ発生のメカニズムを説明する。
飲料缶缶胴体１の薄肉化によって缶側壁２から缶底チャイム部３への材料流入量が増加して座屈やくびれを生じ易くさせ、缶底チャイム部３に缶底（ボトム）しわ３ａ、３ａ・・・を発生させる。また、缶蓋（図示せず）の小径化によって缶底接地部４の径である缶底接地径の小径化が必要になり、この缶底接地径の小径化によっても缶底チャイム部３座屈現象が生じ易くなり、これによってもボトムしわ３ａ、３ａ・・・の発生が促進される。
【０００５】
以上の問題を解決し、缶胴の薄肉化ならびに缶蓋の小径化に対応し得るボトムしわ性に優れた缶胴用アルミニウム合金板およびその製造方法として、特許文献１にはＭｇ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ｓｉ，ＣｕおよびＴｉの含有量を規定するとともに、引張強さと伸び率を規制し、さらに均質化処理、熱間圧延、次いで冷間圧延の出側温度を制御した３パスからなる冷間圧延を行う改善方法が提案されている。
【０００６】
さらに、特許文献２ではＣｕ，Ｍｇ，Ｍｎ，ＦｅおよびＳｉの含有量を規定し、伸び率、加工硬化指数および耐力といった缶底成形に影響する機械的特性を規制し、均質化処理および熱間圧延を順次に施し、次いで冷間圧延の出側温度および冷却速度を制御した改善方法が提案されている。
【特許文献１】特開２００１−２６２２６１号公報
【特許文献２】特開２００４−３００５３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ボトムしわ性はアルミニウム合金板の素板強度を下げて素板の伸び率を向上させることで改善されることが明らかになっており、この伸び率を向上させるためには、冷間圧延後に焼鈍処理を施すことが有効である。
しかし、冷間圧延後に焼鈍処理を施すことは生産性の低下からコストアップになるとともに缶胴強度が低下する問題があった。さらに、今後さらなる缶胴の薄肉化と缶蓋の小径化に対応するためには、高い缶胴強度を有しかつボトムしわ性に優れた材料が必要不可欠であった。
【０００８】
この様な要請に基づき特許文献１に記載の缶底成形性に優れた缶胴用アルミニウム合金板およびその製造方法では、出側温度を制御した３パスからなる冷間圧延を行うことが提案された。しかし、このアルミニウム合金板およびその製造方法は、きわめて有効な手段ではあっても高い缶胴強度を有しかつボトムしわ性に優れた材料を得るために直接必要な条件を明らかにするものではなく、高精度かつ高効率な生産性の実現という点で更なる検討が必要であった。
【０００９】
一方、特許文献２では伸び率が５．５％以上、加工硬化指数が０．０６以上、かつ、耐力が２９０Ｎ／ｍｍ２以下である旨ただ漫然と規定されるのみであって、缶胴用アルミニウム合金板に求められる品質を実現する確実な手段としての検討は未だ不十分であって、高い缶胴強度を有しかつボトムしわ性に優れた材料を高精度かつ高効率で生産することを可能として、今後のさらなる缶胴の薄肉化と缶蓋の小径化に対応することを可能とするという要請には実質的に応え得るものではない。
【００１０】
本発明は以上の従来技術における問題に鑑み、ボトムしわ性に優れかつ高い缶胴強度  が得られ、缶胴の更なる薄肉化が可能であって、高い生産精度及び生産性で生産できる飲料缶胴用アルミニウム合金板及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するため本発明者らは鋭意研究を行った結果、ボトムしわ性に優れかつ高い缶胴強度を実現するため、本発明合金に示す所定量を含有したアルミニウム合金で、金属間化合物の分布状態（粒子径、体積分率）を最適に制御することにより、有効に加工硬化性を高くすることが可能であることを見いだし本発明の飲料缶胴用アルミニウム合金板に想到した。さらに、本発明合金に示す所定量を含有したアルミニウム合金に対して冷間圧延パスの出側温度および合計圧延率の冷間圧延プロセスを最適制御することで、本発明のアルミニウム合金板を構成するための導電率が適切に設定され得ることを見いだし、本発明の飲料缶胴用アルミニウム合金板の製造方法に想到した。
【００１２】
本発明の飲料缶胴用アルミニウム合金板はＳｉ：０．１０〜０．２５％（質量％，以下同じ）、Ｍｎ：０．５〜１．５％、Ｍｇ：０．８〜１．５％、Ｆｅ：０．３５〜０．５％、Ｃｕ：０．１〜０．３％と、Ｔｉ：０．１％以下、Ｂ：０．１％以下を含有し、残部がＡｌと不可避的不純物からなるアルミニウム合金板であり、材料特性として粒子径０．１〜１．０μｍの金属間化合物の体積分率が１〜５％であり、導電率が３０．０〜３９．０％ＩＡＣＳであり、素板の圧延方向における引張強度が３２０ＭＰａ以下とされ、塗装焼付後の強度が圧延方向の耐力で２５０ＭＰａ以上であることを特徴とする。
【００１３】
以上の本発明の飲料缶胴用アルミニウム合金板に施される塗装焼き付けは１８０〜２２０℃で５〜３０分間保持し、または最高到達温度２１０〜２６０℃で２分以内保持して行われる塗装焼付とすることができる。
【００１４】
本発明の飲料缶胴用アルミニウム合金板の製造方法は、Ｓｉ：０．１０〜０．２５％、Ｍｎ：０．５〜１．５％、Ｍｇ：０．８〜１．５％、Ｆｅ：０．３５〜０．５％、Ｃｕ：０．１〜０．３％と、Ｔｉ：０．１％以下、Ｂ：０．１％以下を含有し、残部がＡｌと不可避的不純物からなるアルミニウム合金鋳塊を製造し、このアルミニウム合金鋳塊を面削した後、５５０〜６２０℃の温度で均質化処理を施し、炉出し後、熱間圧延開始までの時間を３０分以内とし、次いで熱間圧延を圧延終了温度を２５０〜３５０℃に設定して施し、材料特性として粒子径０．１〜１．０μｍの金属間化合物の体積分率が１〜５％であり、導電率が３０．０〜３９．０％ＩＡＣＳであり、素板の圧延方向における引張強度が３２０ＭＰａ以下とされ、塗装焼付後の強度が圧延方向の耐力で２５０ＭＰａ以上である飲料缶胴用アルミニウム合金板の製造方法である。
【００１５】
以上の本発明の飲料缶胴用アルミニウム合金板の製造方法によって製造される本発明の飲料缶胴用アルミニウム合金板に施される塗装焼き付けは１８０〜２２０℃で５〜３０分間保持し、または最高到達温度２１０〜２６０℃で２分以内保持して行われる塗装焼付とすることができる。
【００１６】
また以上の本発明の飲料缶胴用アルミニウム合金板の製造方法では冷間圧延を７０％以上の合計圧延率で最終パスの出側温度を１３０℃以上、それ以外の圧延パスの出側温度を１３０℃以下とする温度条件で施すことで材料組織の回復処理を行う様にすることができる。
【００１７】
［作用］
本発明者らがボトムしわ発生要因について詳細に検討したところ、材料の加工硬化性を高めることでボトムしわ性が改善できることを見出し、更にこの加工硬化性は、微細に分散している金属間化合物の分散状態を制御する事で向上できることを見出し本発明に至った。
【発明の効果】
【００１８】
以上述べたように、本発明の飲料缶胴用アルミニウム合金板は、粒子径０．１〜１．０μｍの金属間化合物の体積分率が１〜５％であり、導電率が３０．０〜３９．０％ＩＡＣＳで、素板の圧延方向における引張強度が３２０ＭＰａ以下とされ、空焼き後の耐力が２５０ＭＰａ以上あるため、高強度かつ優れたボトムしわ性を実現し得る。本発明のアルミニウム合金板は通常のアルミニウム合金板の製造方法における均質化処理条件および炉出し後熱間圧延開始までの時間、熱間圧延条件、冷間圧延条件を規制することにより製造可能となる。これによって、アルミニウム缶胴の薄肉化および缶蓋の小径化に対応可能なボトムしわ性に優れかつ高い缶胴強度を有するアルミニウム缶胴材を製造することができ、工業上顕著な効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下に本発明の飲料缶胴用アルミニウム合金板に関して、合金組成の限定理由を示す。
［Ｓｉの成分範囲：０．１０〜０．２５％］
Ｓｉは均質化処理においてＡｌ−Ｍｎ−Ｆｅ系の金属間化合物に相変態を起こさせ、固体潤滑作用を持つ高硬度なＡｌ−Ｍｎ−Ｆｅ−Ｓｉ系の金属間化合物の形成に寄与する。これによって、ダイスクリーニング効果が十分に得られ、成形時のダイス金型への焼付き不具合が防止される。成分範囲は０．１〜０．２５％とする。０．１％未満では前記の金属間化合物が十分形成されず、焼付き不具合が発生し易くなる。０．２５％を超えると、粒子径０．１〜１．０μｍの金属間化合物の体積分率が本発明規定以上に形成されるため、ボトムしわ性が低下するとともに溶質の固溶量が減少し、缶胴強度を高める効果が十分に得られない。望ましい含有量は０．１８〜０．２２ｗｔ％である。
【００２０】
［Ｍｎの成分範囲：０．５〜１．５％］
Ｍｎは缶胴強度ならびにＤＩ成形性の向上に有効な元素であるとともに、前記した固体潤滑作用を有する高硬度な金属間化合物（Ａｌ−Ｍｎ−Ｆｅ−Ｓｉ系）を形成させ、ダイスクリーニング効果を得るために必要な元素である。その成分範囲を０．５〜１．５％とする。０．５％未満ではその効果は十分に得られず、潤滑不足によりダイス金型にアルミニウム合金板が凝着する不具合が発生する。さらには、金属間化合物が十分形成されないため、缶胴強度が向上しない。逆に１．５％以上含有されると材料強度が高くなり過ぎるため、ＤＩ成形性が損なわれるとともに、粒子径０．１〜１．０μｍの金属間化合物の体積分率が本発明規定以上に形成されるため、ボトムしわ性が低下する。望ましい含有量は０．８〜１．２ｗｔ％である。
【００２１】
［Ｍｇの成分範囲：０．８〜１．５％］
ＭｇはＭｎと同様に缶胴体の強度向上に寄与する元素で、ボトム部の高強度化ならびに加工硬化性の向上に有効である。その成分範囲を０．８〜１．５％に設定する。０．８％未満では必要とされる強度を十分に得ることは難しく、さらに成形加工時に十分な加工硬化が起こらないため、ボトムしわは発生し易くなる。また、１．５％を超えて含有されると強度が高くなり過ぎるため、ＤＩ成形時に缶胴切れと割れの発生頻度が増加して成形性が損なわれる。望ましい含有量は１．０〜１．４ｗｔ％である。
【００２２】
［Ｆｅの成分範囲：０．３５〜０．５％］
ＦｅはＭｎやＭｇと同様に缶胴体の強度向上に寄与する元素であるとともに、前記したＭｎを含む固体潤滑作用を持つ硬質なＡｌ−Ｍｎ−Ｆｅ（−Ｓｉ）系の金属間化合物の生成を促進するとともに、その分布状態を均一化させて成形性を向上させる。成分範囲は０．３５〜０．５％とする。０．３５％未満では十分な強度を付与することが困難であり、さらにはダイスへの凝着を防止するのに必要な金属間化合物が十分に形成されない。０．５％を超えると強度が高くなり過ぎるため、成形性が低下する。
【００２３】
［Ｃｕの成分範囲：０．１〜０．３％］
Ｃｕはそれ自体の固溶により缶胴体の強度向上に寄与する元素であるとともに、製缶時の塗装焼付処理において、Ａｌ−Ｃｕ−Ｍｇ系析出物の析出硬化によって強度向上に寄与する元素である。これにより缶胴強度、特にボトム部の強度向上が得られる。成分範囲は０．１〜０．３％とする。０．１％未満では十分な材料強度は得られず、０．３％を超えて含有されると強度が高くなり過ぎるため、ＤＩ成形時に缶胴切れと割れの発生頻度が増加して成形性が損なわれる。
【００２４】
［不可避的不純物］
飲料缶胴用アルミニウム合金板では、結晶粒微細化のためＴｉおよびＢを微量添加することが多い。そのＴｉの含有量は０．１％以下に制限され、好ましくは０．００５％以上、０．０５％以下とする。Ｔｉの含有量が０．００５％未満だと結晶粒微細化効果が十分に得られず、０．０５％を超えるとＡｌ−Ｔｉ系の巨大な金属間化合物が生成される傾向が生じ、０．１％を超えるとＡｌ−Ｔｉ系の巨大な金属間化合物が生じる傾向が増大し、成形加工中に割れやピンホールを発生させて成形性は低下する。
【００２５】
Ｂは結晶粒微細化を助長させる効果を有する。そのＢの含有量は０．１％以下に制限され、好ましくは０．００１％以上、０．０１％以下とする。０．００１％未満であればその効果は十分に得られず、０．０１％を超えるとＴｉ−Ｂ系の巨大な金属間化合物が生成される傾向が生じ、０．１％を超えるとＴｉ−Ｂ系の巨大な金属間化合物が形成される傾向が増大し、成形加工時に割れやピンホールが発生し易くなる。その他の不可避的不純物として、Ｚｎは０．３％以下、Ｃｒは０．３％以下、Ｚｒは０．１％以下、Ｖは０．１％以下であれば、本発明の効果を損なわない程度で許容できる。
【００２６】
次に本発明のアルミニウム合金板の製造方法について説明する。
まず、本発明の合金組成のアルミニウム合金を水冷式連続鋳造法によりスラブ（板状鋳塊）に鋳造する。このスラブに、均質化処理を施す。本発明では均質化処理温度を５５０〜６２０℃に規制する。５５０℃未満では十分な均質化効果は得られず溶質の分布の偏析が十分解消されないため、ＤＩ成形性が低下する。さらに、粒子径０．１〜１．０μｍの金属間化合物が多数分布するため、その体積分率が本発明規定値外となる。６２０℃を超えると鋳造表面に膨れが生じ、さらには共晶部分が局所的に融解するため、表面品質が著しく低下する。
【００２７】
均質化処理時間については、１ｈ以上保持しないとその効果は十分でなく、ある程度の時間保持が必要である。均質化効果と生産性を考慮して３〜１２時間が望ましく、５〜１０時間が適切である。均質化処理が５５０℃以下あるいは１時間未満では十分な均質化効果は得られず、６２０℃を超えると鋳造表面に膨れが生じ、さらには共晶部分が融解する。
【００２８】
均質化処理後に熱間圧延を施す。その際、均質化処理後に再加熱することなくそのまま熱間圧延を施す処理、あるいは一旦室温に冷却した後に再加熱して熱間圧延を施す処理のどちらでも良い。
【００２９】
さらに、金属間化合物の分布状態を調整するため、炉出し後、熱間圧延開始までの時間を３０分以内に規制する。３０分以上であると、その間に粒子径０．１〜１．０μｍの金属間化合物が過多に形成されるため、体積分率が本発明規定値外となる。
【００３０】
熱間圧延開始温度は４００〜５５０℃とするのが好ましく、さらに好ましくは４５０〜５５０℃とする。４５０℃未満であれば、十分な圧延加工性は得られないため、板幅エッジ部で割れが生じる懸念があり、４００℃以下の場合、熱間圧延終了温度が低くなるため、立方体方位の再結晶粒が十分生成されないため、板幅エッジ部で圧延割れが生じる。５５０℃を越える場合は熱間圧延板の表面酸化、あるいは再結晶粒の粗大化によってＤＩ成形性が低下する。
【００３１】
熱間圧延終了温度は２５０〜３５０℃に規定する。２５０℃以下であれば再結晶状態とすることができず最終板の強度が著しく上昇しＤＩ成形性が低下する。一方で、３５０℃以上の場合は、Ｍｎなどの遷移元素の析出し易くなるため、本発明の金属間化合物の体積分率が規定外となる。
【００３２】
本発明では、熱間圧延板の板厚を２．５ｍｍ以下、特には１．５〜２．５ｍｍに規制する。板厚が２．５ｍｍを超えると冷間圧延率が高くなり、材料強度が上昇してＤＩ成形性が低下する。一方、１．５ｍｍ未満であれば熱間圧延板に焼付きや肌荒れが生じ易くなり、さらに、板厚プロフィールが悪化する。
【００３３】
熱間圧延後に冷間圧延を施す。最終冷間圧延の出側温度を１３０℃以上、好ましくは２００℃以下、それ以外の圧延パスの出側温度を１３０℃以下、好ましくは１１０℃以下とする。
このように本発明では最終冷間圧延の出側温度を１３０℃以上にして、途中パスの冷間圧延で生成された加工転位密度を減少させて過度に上昇した素板強度をコントロールして素材の伸びを向上させボトムしわ性の向上に寄与する。
【００３４】
一方で、途中パスの圧延の出側温度は１３０℃以下、好ましくは１１０℃以下とすることにより、冷間圧延中に生成されるＡｌ−Ｃｕ−Ｍｇ系析出物やＡｌ−Ｃｕ−Ｍｇ−Ｓｉ系析出物の生成量を抑制することに寄与する。これにより、成形時に析出物を起点とした転位の局在化が起こり難くなるため、動的回復による局所的な加工軟化が抑制されてボトムしわ性は改善される。冷間圧延の合計圧延率は７０％以上とする。７０％未満では耐圧強度が不足する。この冷間圧延の合計圧延率は好ましくは９０％以下とする。９０％を超えると最終板の強度が著しく高くなりＤＩ成形性が低下する。
【００３５】
次に本発明の飲料缶胴用アルミニウム合金板に関して、金属間化合物の分布状態（粒子径、体積分率）ならびに導電率の限定理由を示す。
【００３６】
本発明の特徴とする金属間化合物を有する組織は、前記した合金組成、製造工程の適切な設定によって得られる。本発明規定の粒子径０．１〜１．０μｍでかつ体積分率１〜５％の金属間化合物は、材料強度ならびにボトムしわ性に重要な影響を与える。粒子径０．１〜１．０μｍの金属間化合物の体積分率が５％を超えると、成形加工中に転位の局在化が起こり易くなり、加工硬化性が低下するため、ボトムしわが発生し易くなる。一方で、体積分率１％以下であると、析出硬化による効果が十分に得られず、缶胴強度が向上しない。
【００３７】
導電率については、その範囲を３０．０〜３９．０％ＩＡＣＳに規制する。導電率は材料中の固溶元素量と相関する特性値であり、材料中に溶質元素が固溶されることで、固溶体硬化による缶胴強度の向上効果が得られる。３９．０％ＩＡＣＳを超えると固溶元素量が少ないため、その効果は十分に得られず缶胴強度が向上しない。一方で、３０．０％ＩＡＣＳ未満であると、過度な固溶体硬化により成形性が低下する。
【００３８】
次に、本発明のアルミニウム合金板の素板の引張強度と空焼き後の耐力の限定理由について説明する。
素板の引張強度は３２０ＭＰａ以下とする。３２０ＭＰａを超えると、成形中に材料の変形抵抗が大きくなるため、しごき加工時に割れの発生頻度が増す。塗装焼付後の耐力は２５０ＭＰａ以上とする。２５０ＭＰａ未満だと耐圧強度が不足し、アルミニウム缶として中身が充填された際、内圧変化に耐える強度を維持できない。
【実施例１】
【００３９】
以下に本発明を実施例に基づき、具体的に説明する。
表１に示す合金成分の本発明のアルミニウム合金を常法により、溶解鋳造して厚さ５００ｍｍのスラブ（板状鋳塊）を得た。このスラブを厚さ４９０ｍｍに面削した後、６００℃で６時間均質化処理した後、室温まで冷却しその後、熱間圧延開始温度まで再加熱を行う。炉出し後熱間圧延開始までの時間は２０分とする。次いで、圧延開始温度は４９０℃、圧延終了温度は３２０℃で熱間圧延を行い、厚さ２．２ｍｍの熱間圧延板とし、これをコイルに巻取って室温まで冷却する。熱間圧延については粗圧延をシングルミルのリバース式圧延機で行い、仕上げ圧延には４スタンドのタンデム式圧延機を使用した。次いで、冷間圧延を行い厚さ０．３ｍｍの飲料缶胴用アルミニウム合金板を製造する。冷間圧延では３パスの合計圧延率を８６％とする。
【００４０】
（比較例１）
合金組成を本発明規定値外とした他は、実施例１と同じ方法により、アルミニウム合金板を製造した。
【００４１】
表１に本発明実施例１および比較例１の合金組成を示す。
【００４２】
【表１】
2006283113.tif 000002
【００４３】
実施例１及び比較例１で製造した各々のアルミニウム合金について、（１）機械的特性、（２）導電率、（３）金属間化合物の粒子径と体積分率、（４）ＤＩ成形性、（５）缶底成形性（ボトムしわ性）、（６）耐圧強度の評価を行った。
【００４４】
（１）機械的特性は、製造したアルミニウム合金板の圧延方向における素板の引張強度と空焼き後の耐力を測定して行った。
空焼きとは製缶時の塗装焼付け条件を想定したものであり、２０５℃×１０分で行った。素板の引張強度は３２０ＭＰａを基準としてこれ以下を合格（本発明規定値内）と評価し、空焼き後の耐力は２５０ＭＰａ以上を合格と判定した。
（２）導電率は２０℃の恒温室中で一定温度に保持した後、渦電流法により測定した。
（３）金属間化合物の粒子径と体積分率は、４５０℃の塩浴中に２０秒間の加熱後、水焼入れを行うことで転位を除去した試料について、透過型電子顕微鏡を用いて粒子径０．１〜１．０μｍの金属間化合物の体積分率を求めた。なお、金属間化合物を球と仮定し、試料厚さは等厚干渉縞により決定した。
【００４５】
（４）ＤＩ成形性は一般飲料用の缶胴（内径６６ｍｍΦ、側壁板厚１００μｍ、側壁先端板厚１５０μｍ）にＤＩ成形し、１００００缶の製缶で、割れおよび破断等が全く発生しないで連続製缶できたものを良好（○）とし、割れおよび破断が発生したものを不良（×）として判定した。
（５）ボトムしわ性はブランクからカップを絞り、その後、再絞り缶（ブランク径１４０ｍｍΦ、カップ径８７ｍｍΦ、再絞り径６６ｍｍΦ）について、缶底テーパー部の起状を形状測定器にて全周の測定を行い、その最大振幅にて評価した。最大振幅が１８０μｍ以下を良好（○）、１８０μｍ以上を不良（×）と判定した。
（６）耐圧強度はＤＩ成形後、空焼き（２０５℃×１０分）を施し、缶胴内部にエアー圧を掛けて缶底ドームが反転する圧力を測定した。反転圧力が６５０ｋＰａ以上のものを良好（○）とし、６５０ｋＰａ以下を不良（×）として判定した。これら調査結果を表２に示す。表２は、 実施例１および比較例１で製造した各々のアルミニウム合金の各種特性評価を示す。
【００４６】
【表２】
2006283113.tif 000003
【００４７】
表２より明らかなように、合金組成が本発明の規定範囲内であって、かつ製造条件が本発明を充足する実施例１の試料Ｎｏ．１（合金Ｎｏ．A）、試料Ｎｏ．２（合金Ｎｏ．B）、試料Ｎｏ．３（合金Ｎｏ．C）のアルミニウム合金板はいずれもボトムしわ性に優れ、かつ飲料缶に要求される諸特性（ＤＩ成形性、耐圧強度、機械的特性）が良好であった。
【００４８】
これに対して、合金組成が本発明規定外である比較例１の試料Ｎｏ．４（合金Ｎｏ．D）のアルミニウム合金板はＭｇ量が多いため、素板の引張強度が上昇してＤＩ成形性が低下し、しごき割れが発生した。
試料Ｎｏ．５（合金Ｎｏ．E）のアルミニウム合金板はＭｇ量が少ないため、空焼き後の耐力が本発明規定外となり耐圧強度が劣る結果となった。
【００４９】
試料Ｎｏ．６（合金Ｎｏ．F）のアルミニウム合金板はＭｎ量が多いため、素板の引張強度が上昇するとともに、粗大な金属間化合物が形成しそこが起点となって、ＤＩ成形時にしごき割れが発生した。さらに、粒子径０．１〜１．０μｍの金属間化合物の体積分率が本発明規定値外となり、ボトムしわ発生が認められた。
試料Ｎｏ．７（合金Ｎｏ．G）のアルミニウム合金板はＭｎ量が少ないため固体潤滑作用を有する晶出物が少なくなり、しごきダイスに焼付けが生じて缶表面が荒れて成形不良となった。さらに、空焼き後の耐力が本発明規定外となり耐圧強度が低下した。
【００５０】
試料Ｎｏ．８（合金Ｎｏ．H）のアルミニウム合金板はＳｉ量が多いため、溶質の固溶量が減少し、固溶体硬化による空焼き後の缶胴強度を高める効果が十分に得られず耐圧強度が低下した。
試料Ｎｏ．９（合金Ｎｏ．I）はＳｉ量が少ないため、固体潤滑作用を有する晶出物が少なくなり、しごきダイスに焼付けが発生し、缶表面が荒れて成形不良となった。
【００５１】
試料Ｎｏ．１０（合金Ｎｏ．J）のアルミニウム合金板はＣｕ量が少ないため、空焼き後の耐力が本発明規定外となり耐圧強度が劣る結果となった。
試料Ｎｏ．１１（合金Ｎｏ．K）のアルミニウム合金板はＣｕ量が多いため、素板の引張強度が上昇しＤＩ成形性が低下した。
【実施例２】
【００５２】
表１に示した本発明規定組成の（合金Ｎｏ．A）のアルミニウム合金を常法により溶解鋳造して厚さ５００ｍｍの板状鋳塊（スラブ）とし厚さ４９０ｍｍに面削した後、均質化処理と熱間圧延を施す。次に、冷間圧延を行い厚さ０．３ｍｍの飲料缶胴用アルミニウム合金板を本発明の規定値内で種々変化させて製造した。
【００５３】
（比較例２）  製造条件を本発明規定値外とした他は、実施例２と同じ方法によりアルミニウム合金板を製造した。実施例２または比較例２で得られた各々のアルミニウム合金板について、実施例１の場合と同じ方法により、諸特性を調査し良否を判定した。その結果を表３及び表４に示す。表３は、本発明実施例２および比較例２のアルミニウム合金板製造条件を示す。
【００５４】
【表３】
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【００５５】
表４は、本発明実施例２および比較例２で製造したアルミニウム合金各種特性評価を示す。
【００５６】
【表４】
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【００５７】
表４により明らかなように、本発明実施例２のアルミニウム合金（試料Ｎｏ．１２、試料Ｎｏ．１３、試料Ｎｏ．１４、試料Ｎｏ．１５、試料Ｎｏ．１６、試料Ｎｏ．１７、試料Ｎｏ．１８）はいずれもボトムしわ性が良好で金属間化合物の粒子径と体積分率、導電率ならびに素板の引張強度、空焼き後の耐力も本発明の条件を満足する値を示した。
【００５８】
これに対して、比較例である試料Ｎｏ．１９のアルミニウム合金板は炉出し後熱間圧延開始までの時間が３０分以上であるため、金属間化合物の形成によってボトムしわが発生した。
【００５９】
試料Ｎｏ．２０のアルミニウム合金板は均質化処理の温度が低いため、偏析が十分解消されずＤＩ成形性が低下した。さらに、金属間化合物の形成によってボトムしわ発生が認められた。
試料Ｎｏ．２１のアルミニウム合金板は熱間圧延開始温度が高いため、しごき成形性が低下した。
試料Ｎｏ．２２のアルミニウム合金板は熱間圧延終了温度が低いため、再結晶せずＤＩ成形性が低下した。
【００６０】
試料Ｎｏ．２３と試料Ｎｏ．２４のアルミニウム合金板は冷間圧延の１パス目あるいは２パス目の出側温度が高く、金属間化合物の過多な形成によってボトムしわが発生した。
試料Ｎｏ．２５のアルミニウム合金板は最終冷間圧延の出側温度が低く、ボトムしわ性が低下した。
試料Ｎｏ．２６のアルミニウム合金板は合計圧延率が低いため、空焼き後の耐力が低くなり耐圧強度が低下した。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
本発明は炭酸飲料用、ビール用および清涼飲料等の各種飲料缶の缶胴材として使用されるアルミニウム合金板に関して、ボトムしわ性に優れ、かつ高い缶胴強度が得られる飲料缶胴用アルミニウム合金板およびその製造方法として適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】ボトムしわが発生する部位（缶底チャイム部）を模式的に示す断面図である。
【符号の説明】
【００６３】
１・・・飲料缶缶胴体、２・・・缶側壁、３・・・缶底チャイム部、４・・・缶底接地部
【図１】
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